【应用】keysight教你如何实现新型NB-IoT设备10年不换电池的小目标

时间： 2018-10-06 来源：是德科技KEYSIGHT

技术问答

为无线水表、智能传感器等新型NB-IoT设备定下一个小目标 —— 10年不换电池！实现小目标难，准确的测试和评估更不容易，毕竟谁也不可能花费10年的时间，在各种工作场景下进行电池续航时间的测试。

电池的续航时间与多个因素有关，最关键的是产品本身的低功耗特性，还有电池本身自放电特性。例如一个 10000mAH 的电池，如果自放电率是50μA，10年就是 10年 X 365天 X 24小时 X 50 μA = 4380 mAH，约 50% 的电能被自身漏掉了，所以有效的电池电量其实只有50%。关于自放电的快速、精确测量，利用KEYSIGHT推出的BT2191A或BT2152的自放电测试系统，可精确测量自放电电流绝对值（μA），而不是电压相对变化量的K值。IoT精密功耗分析，及BT2191A自放电测试系统。

如何评估电池的续航时间呢？

简单粗暴的估算方式，就是用电池标称的电量，除以平均电流。但这个方法其实不太靠谱。相信很多人有开车的经历，除了土豪，都会关心汽车的油耗。在99%的情况下，我们的油耗要高于标称理想油耗。这是因为标称油耗有诸多的条件：发动机需要预热、在80km/H匀速的情况下，不能上坡，长安街式的平整路面，没有红绿灯等等、等等。所以，我们正常的油耗高出20-30%是再正常不过的事情。所以，有些厂家有“综合工况” 或“城市路况”的标注油耗参考。

同样，电池在标称电量的时候，电池厂家往往标称的是“理想电量”。就是用一个固定的放电率，如0.5C,0.2C 等放电来测试电量。但在智能设备、特别是NB-IoT 设备在工作时，脉冲式的耗电方式就像汽车不断急加速、刹车、上坡、下坡，无情折磨着你的可怜的小电池。

如何相对准备地验证电池在实际工作场景下的工作时间，而且不需要10年的时间？

keysight可以仿真一个NB-IoT设备的实际电流工作场景，之后对电池数十倍、甚至数百部的加速测试。我们来看下面这张图，典型的NB-IoT设备的电流特性。假定在每个周期的唤醒的2.67ms 中，峰值电流可能高达300mA以上，平均电流100mA：

耗电量 = 100mA x 2.67mS = 0.267mAS

在接下来的5秒中的休眠状态，电流稳定在10μA。耗电量 =0.01mA x 5S = 0.05mAS

因此，80% 的电量用在了Active状态，而且峰值高，时间短、功率大，对电池性能摧残严重。在休眠状态，耗电低，电流稳定，时间长，对电池性能影响小。所以，我们更关注一下Active状态的功耗。为了仿真NB-IoT 电流的实际场景，在实现加速测试，我们构建了以下环境：

第一步

利用NB-IoT的基站模拟器，仿真实际工作场景，再利用N6705+N6781A模块捕获电流工作状态，特别是Active状态的电流波形。

第二步

利用在N6705配套的14585A软件，将电流波形镜像反转，变成N6781A模块的负载工作时的任意波形，即吸收电流的波形。请注意，N6781A是一个双象限电源，既可以做电源，又可以做负载。

使用电流电平触发功能，200KSa/s高速采集输出电流，在软件中保存波形

波形镜像后，使用Arb功能，将翻转后的电流波形下载到N6705电源中，回放刚才开机瞬间的电流波形

第三步

把负载吸收电流的任意波形进行优化，例如将休眠时间减少到5ms，同时设置N6781A设为负载模式，接上需要验证的电池。利用N6705仿真真实的负载，对电池进行测试。由于休眠状态从5秒降低到 5mS，使整个测试过程加快了1000倍！对于预测10年工作时间的设备来说，一周之内即可完成评估。

N6705C直流电源分析仪，低功耗和电池分析的神器

利用N6705C连续监测电池的端电压，可以判断电池寿命是否已经接近终结。但我们认为监测电池可以输出的最高峰值电流，可能会更接近与实际值。这是因为在NB-IoT中，电池寿命终结绝不是因为电量用光了，而是由于由于内阻等原因，造成瞬间的峰值电流输出小于设备需要的最大电流，从而造成误码率上升，甚至可能电源触发关机电路。

因此，如果发现峰值电流低于设备正常工作所需的门限值，就意味着电池寿命接近终结了。N6781A中还有内置的电量计，这样就可以看到这个测试过程在吸收的总电量值。这实际上也是可以利用的电池的电量。这个值肯定会小于电池的标称电量。

利用以上这种方法，可以相对准确地评估 NB-IoT 在各种不同工作场景、或是混合的工作场景下电池的工作寿命；如果将电池置于不同的温度环境中，可以看到温度对电池寿命的直接影响；如果再结合电池的自放电特性，那评估结果也将更解决实际情况了，从而让你对真个产品的设计更有信息！

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全部评论（3）

大雨和小雨 Lv6. 高级专家 2018-11-21

厉害了。。
用户50283199 Lv7. 资深专家 2018-11-01

好东西
独角兽 Lv9. 科学家 2018-10-26

不错

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系列,N2804A,B2900B,N8929A,B2912B,N5171B,N2140A,3054G,N3305A,U8903B,N5749A,4022A,EXR 系列,34934A,4034A,34946A,8480D,EXR054A,EPM,U2702A,DSOX-6WAVEGEN2,N9324C,N3306A,6000 X,U2300,34921A,N5700,D2000GENB,D4000GENB,34945A,34933A,3458A,RP7935A,E36155A,U2701A,BV9210B,DSOX1202G,RP7945A,RP7933A,B2962B,1146B,DSOX1202A,N8900 系列,U9428C SP8T,N3307A,S604A,D6000BDLB,RP7900 系列,W8486A,N6900,1147B,RP7946A,E36154A,3104G,N7026A,U9424C SP4T,N9324C-TG7,BV9001B,33600A,33612A,J7204,B2961B,RP7932A,U2600 系列,1131B,PP0002A,N9322C,N9310A,D6000AERB,PP0001A,MXG X,34931A,2002A,53200,2014A,AC6906L,AC6918L,DSOX2PLUS,U2723A,33611A,B2960B,DSOX1204G,RP7943A,RP7931A,2004A,1132B,DSOX1204A,U9422A SPDT,N9323C,U2050 X 系列,J7205A,X 系列,34942A,E5063A ENA,N5700 系列,U3606B,53210A,AC68ALGU,2000 X,CXA X 系列,U2722A,3102G,8509XD,33622A,PP0004A,AC6900,34941A,N8760A,U9422C,2012A,U9422B,2024A,U9422A,N27992A,E36232A,AC6906H,AC6918H,33512B,33500B,33621A,N6700,1130B,PP0003A,N6705,N8761A,B2900BL 系列,P9243A1,N2821A,DSOX-PERFMSO,E36231A,N9320B-TG3,DSOX 系列,2000 X 系列,4000 X,33511B,N5166B,EDU36311A,N3300,4104A,E36234A,2022A,N7900,D3000USBB,DSOX-2WAVEGEN,N2820A,U3810,U2600,33510B,U2020 X 系列,N443XD 系列,3014G,33522B,BV9200B,EDU34450A,3498A,E36200 系列,34950A,U9428A SP8T,E36233A,CXG X,EXG,N8480 系列,L2060 X 系列,AC6903L,N2843A,RP7936A,E36100B,AC6903H,EXR,B2900B 系列,D4000PWRB,33521B,N9962A,RP7962A,EPM 系列,3000G X,1000 X 系列,P9377B,AC6804B,EXG X 系列,E4982A,DAQM905A,DAQM909A4,N9950B,N9950A,N8740A,D3000GENB,E36200A,E36103B,N6791A,E 系列,N2842A,AC6912L,B2980B 系列,AC6912H,N9951A,33520B,RP7973A,RP7961A,N2841A,N7007A,53131A,P9243A,P937XA,P937XB,E4981A,U2741A,N9323C-TG7,N9951B,34972A,E36102B,N6790A,EDU33210A 系列,E36320A,N8741A,AC6802B,RP7972A,4000 X 系列,U2000 系列,U9424A,P9240AWGA,P924XA,S254A,E3600 系列,DAQM903A,N9960A,53200 系列,E36311A,N8762A,6000X,E36105B,U7104N,N6781A,U9424C,U2000,U9424B,N2876A,U7104F,E3641A,U2060 X 系列,U7104E,EXR254A,U9428B SP8T,RP7983A,N3300 系列,N7550 系列,AC6803B,DAQM904A,N8900,U2751A,84904L,34970A,N9961A,E36104B,CXG,E36150 系列,N6792A,P 系列,E3640A,DSOXBODE,AC6800B,N2874A,EDU33211A,RP7942A,6002A,BN9963B,E3600,S054A,1000 X,U7106N,E36313A,DAQM900A,L2060 X,U9422B SPDT,DSOX,U7106F,U7106E,N8756A,DSOX2MSO,J7204B,N8732A,E36150A 系列,N8950A,U3851A,EXR058A,RP7941A,AC6801B,10070D,P9384B,D4000AUTB,N2752A,EDU33210A,RP7953A,BN9962B,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,U2020 X,E36106B,53220A,N8757A,AC6900 系列,N8733A,D3000PWRB,N8951A,N9952B,RP7952A,N9952A,U7108B,U7108A,P9242A,P9375B,U7108C,P9240GENC,N2751A,P9375A,U9428C,E4980A,U9428B,6004A,33500B 系列,U9428A,N7971A,ENA 系列,D4000AERB,53132A,EXG X,N6785A,B2980B,N6773A,N6761A,N8754A,N8742A,RP7963A,N9953B,RP7951A,EDU33210 系列,N7970A,EDU33212A,P9241A,P938XB,N2750A,N2871A,53230A,N8700,U3810 系列,U9424A SP4T,DSOXT3MSO,S804A,L2050 X,J7201C,J7201B,N6784A,N8755A,J7201A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,N9934B,N2894A,N5770A,8495B,34420A,N70412A,N7973A,E3647A,6000X 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Keysight（是德科技）测试仪器分销产品选型指南（英文）

目录- BenchVue Control and Analysis Software RF Bench and Handheld Instruments Handheld Spectrum Analyzers FieldFox Handheld Analyzers Spectrum Analyzers, Signal Analyzer Audio Analyzer and Signal Generator Power Sensors and Power Meters RF and Microwave Test Accessories Vector Network Analyzers and ECal Modules Essential Bench Oscilloscopes, Applications, and Probes Digital Multimeters Function/Arbitrary Waveform Generators Data Acquisition/Switch Units USB Products and Connectivity Frequency Counters/Timers Power Supplies Bench Power Supplies System Power Supplies Precision Power Supplies System Power Supplies(continued) DC Power Analyzer, SMUs, and DC Electronic Loads AC Power Sources LCR Meters Handheld Instruments

型号- U8480,B2911A,U1272A,N8926A,34460A,N7040A,U8000,N9340B,53140,N5742A,N5766A,34905A,N9918A,N6735B,N8480,N5743A,N5767A,N1914A,3024T,3012T,U1273A,34904A,N6746B,N6734B,U3800,U1282A,N8948A,34470A,N7042A,N1913A,N5744A,N5768A,34903A,N8924A,N9916A,N9928A,34939A,N6701C,N8949A,U1271A,N8925A,N8937A,N7041A,N1912A,N9000B,N5745A,N5769A,N2819A,3022T,3034T,N6700C,34902A,N9917A,34938A,N6736B,U1600,8491A,DSOX1102G,DSOX1102A,N9320B,P-SERIES,33509B,N7020A,N1911A,N9344C,N5746A,N3302A,N2818A,34901A,34937A,U1701B,82357B,U1273AX,U2802A,N5181B,N2142A,U1281A,B2902A,4024A,N5747A,N3303A,8490G,N2805A,3032T,N6702C,U1700,N6705C,N8928A,N9342C,33519B,B2901A,N3304A,N5748A,34947A,N2804A,N8929A,N5171B,N9343C,N2140A,X-SERIES,B2912A,N3305A,U8903B,N5749A,4022A,34934A,4034A,34946A,8480D,3054T,U2702A,N3306A,U1733C,U1210,U2300,N5700,34945A,3458A,TU1453A,U2701A,B2962A,1146B,N3307A,1147B,N7026A,33600A,33612A,B2961A,N9322C,N9310A,U1731C,2002A,53200,2014A,3104T,U1610A,U2723A,33611A,2004A,U1732C,J7205A,34942A,U3606B,53210A,J7205B,U2722A,N1810UL,33622A,3102T,34941A,N8760A,2012A,2024A,U2500,U1620A,33512B,33500B,33621A,N1810TL,3004A,N6700,N6705,N8761A,N2821A,33511B,N3300,4104A,2022A,N2820A,U2600,33510B,33522B,3014T,N2843A,E36100B,33521B,N9962A,87106D,AC6804B,E4982A,DAQM905A,34950A-34959A,N6750,N9950A,N8740A,E36103B,U2020,EDUX1002A,N9951A,33520B,N7007A,83050A,N2962A,53131A,P9243A,E4981A,U2741A,34972A,E36102B,J7211B,J7211A,J7211C,E36320A,N8741A,AC6802B,DAQM903A,U1270,N9960A,E36311A,N8762A,E36105B,N6781A,U2000,E3641A,EDUX1002G,N2863B,AC6803B,DAQM904A,N8900,U1280,84904L,U2751A,34970A,N9961A,B2900,E36104B,E3640A,AC6800B,N2862B,6002A,E3600,E-SERIES,E36313A,DAQM900A,U1250,U5850,N8756A,N8732A,N8950A,AC6801B,10070D,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,E36106B,53220A,N8757A,87222D,N8733A,N8951A,87222E,N9952A,87104D,P9242A,E4980A,6004A,53132A,N6785A,N6773A,U1452A,B2980A,N6761A,N8754A,N8742A,P9241A,N2871A,53230A,N8700,N4985A-S50,U1240,N6784A,E4981A-001,E4981A-002,N8755A,U1453A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,87405B,N2894A,N5770A,8495B,87405C,34420A,E3647A,10833F,34921A-25A,10833G,10833A,10833B,4154A,10833C,10833D,N6775A,U1450A,N8736A,N6763A,U1232A,N8954A,N6751A,N8930A,N7550,N9923A,N2796A,N9935A,N2893A,N5771A,E36100,E3646A,6811C,N4985A-S30,4032A,N8737A,N6786A,N6774A,N8943A,N6762A,E5063A,10834A,N8955A,U1451A,8494G,N8931A,E3634A,U1233A,3052T,N2783B,P9371A,N2795A,N5772A,6813C,E3649A,6800C,6812C,N6753A,N8758A,U1460A,N6741B,U1242C,N8734A,U1242B,N8952A,N6777A,N8940A,N6765A,P9370A,N2891A,N2782B,EPM SERIES,53181A,N5761A,34931A-33A,34465A,E3648A,4054A,N8759A,N6764A,U1231A,U1461A,N6752A,E9320,83020A,N8735A,N8941A,N6776A,N2793A,DAQ970A,N2890A,L2060,N2781B,U1240C,N9914A,82350C,N5750A,N5762A,U2063,E5810B,N8934A,N6743B,N9926A,P1912A,N8946A,N6731B,N9938A,U1252B,E3643A,E3631A,N6755A,14585A,N2792A,N2780B,U1241C,N5763A,E4980AL,N5751A,E36300,E9300,N8923A,N9915A,N8935A,N6742B,N9927A,E3630A,U1241B,4052A,U1253B,E3642A,N6766A,34908A,N6754A,N2791A,N9912A,N8738A,N9936A,U1190,U2040,N5752A,N5764A,34450A,DAQM907A,N8932A,N8944A,34907A,N8920A,E3645A,N6745B,E3633A,N6733B,L2050,N2790A,U1251B,N8739A,N9913A,N9925A,N5741A,DAQM908A,N5765A,34461A,U2053,N8945A,N6732B,N9937A,N8957A,N8921A,E3632A,E3620A,N6756A,E3644A,N6744B

选型指南 - KEYSIGHT - November 2018 PDF 英文下载

电池保护应用AccuBattery宣称只将手机电池最多充至80%能有效延长电池寿命是否有科学依据？

电池寿命会影响基于物联网的基础设施的成本和可靠性，包括 5G、物联网互联工厂、物联网安全、智能农业和互联医疗系统等。电池寿命也可能是消费电子物联网设备的一个关键购买因素。由于这些因素，设计人员必须了解功耗模式以及设备是否满足电池寿命要求。

技术探讨发布时间 : 2024-06-17

【经验】使用是德科技直流电源分析仪-N6705C进行功耗测试的方法

是德科技的N6705C直流电源分析仪是一款高性能直流电源分析仪，搭配N6781A高精密模块，可以进行动态低功耗测试，节省测试时间，显著提高您的测试效率。

设计经验发布时间 : 2023-07-19

N6705直流电源分析仪用户指南

型号- N6705B,N6705B/056/AB2/S,N6705C,N6705B(DST),N6705U-056,N6700,N6705U,N6705B/056/S,N6705B/(DST),N6705B-056,N6705B/056,N6705B/S,N6705B/056/R-51B-001-5Z/S,N6705B/056/DST,N6705B/DEMO

用户指南 - KEYSIGHT - 第9版 - 2014年11月01日 PDF 中文下载

KEYSIGHT(是德)示波器/分析仪/发生器/仪表/电源选型指南

描述- The advanced performance, intuitive usability, and versatile functionality of the Keysight InfiniiVision 4000G X-Series oscilloscopes enable you to capture elusive glitches and anomalies that are not possible with other oscilloscopes.

型号- 33521B,B2911B,SR101EDUA,3000G X,PZ2120A,P9377B,PZ2100,34460A,P937XA,DAQM905A,N9324C,1000X,6000 X,3458A,N9918A,EL34143A,33600A SERIES,E36155A,INFINIIUM EXR-SERIES,BV9210B,DAQ973A,EDUX1052A,N9935C,B2962B,PZ2121A,P93XXB,DAQ73A,EL30000 SERIES,E5063A,E36154A,3000X,P9371B,P9371A,33600A,PZ2130A,B2961B,33612A,34470A,DAQM903A,B2960B SERIES,N9322C,N9960A,E36311A,6000X,E36731A,PZ2100 SERIES,E36731ABV,P9370A,P9382B,3000G X-SERIES,P9370B,PZ2131A,33611A,B2960B,33500B SERIES,DAQM904A,N9323C,34465A,B2901BL,DAQ,2000 X,EL34243A,DAQ970A,E36150 SERIES,P9373B,E36150,E36300 SERIES,33622A,EDU33211A,P9373A,33509B,2000X,DAQM909A,1000 X,E36313A,1000 X-SERIES,DAQM900A,E36232A,33512B,P9372A,P9384B,33621A,P9372B,33500B,N5181B,4000G X,N9915C,N9321C,DAQM902A,N6700,E36200 SERIES,B2902B,E36300,4000X,2000 X-SERIES,E36312A,DAQM901A,E36231A,6000 X-SERIES,N9952A,N6705C,B2901B,33511B,N5166B,N9912C,BV9211B,P9375B,B2900B SERIES,PZ2110A,P9375A,33519B,EDU36311A,DAQM907A,EL30000,E36234A,B2910BL,35520B,4000G X-SERIES,33510B,B2900B,B2912B,33522B,EDU33212A,P9374A,N5171B,P9374B,INFINIIUM EXR,EDU34450A,X-SERIES,DAQM908A,E36200,34461A,E36233A

选型指南 - KEYSIGHT - February 16, 2024 PDF 英文下载

Keysight（是德科技） N6705B直流电源分析仪数据手册

型号- N6762A/S,N6705B/(DST),N6752A/S,N6743B,N6775A,N6731B,N6763A,N6751A,N6735B,N6755A,N6784A/DST,N6705B(DST),N6700B-FLR,N6700,N6761A/S,N6776A/S,N6705B/056,N6782A,N6705B/S,N6786A,N6742B,N6774A,N6766A/DST,N6762A,N6702A,N6746B,N6702B,N6734B,N6766A,N6754A,N6764A/S,N6705B,N6705B/056/AB2/S,N6705B/056/S,N6781A,N6700B/S,N6705B/056/DST,N6753A,N6785A,N6741B,N6773A,N6761A,N6701A,N6745B,N6777A,N6701B,N6733B,N6765A,N6700B-0L1,N6784A/S,N6705B-056,N6705B/056/R-51B-001-5Z/S,N6732B,N6764A,N6752A,N6784A,N6705B/DEMO,N6736B,N6756A,N6744B,N6776A,N6700B

数据手册 - KEYSIGHT - 2007年05月01日 PDF 中文下载

【测试测量仪器合辑】直流电源分析仪、台式直流电源、数字万用表、手持频谱仪

还有更多资讯文章和选型资料等你哟~

专题合辑发布时间 : 2017-07-10

是德科技提供独特的动态电流的长时间记录技术——智能产品低功耗分析的关键

是德科技的N6705C 直流电源分析仪中的N6781A 源表模块，采用了独特的长时间数据记录功能(Data Logging)。这个技术，在启动电流无缝量程测试时，保持最高200KSa/s采样速率，并按照设定的采样周期（Sample period），对采样周期内的采样点进行实时运算处理，提取出最大值、最小值和平均值，再将处理后的数据绘制成趋势图输出。

厂牌及品类发布时间 : 2024-02-22